Elle conserve même une partie de son corps, qui y aurait été apporté d’Orient à une date inconnue, et duquel proviennent les reliques aujourd’hui vénérées en Italie, en France (à Auray en particulier) et au Canada. Le voile utilisé pour l’exposition des reliques d’Apt est une étoffe tissée à Damiette (Égypte) vers 1096, appartenant vraisemblablement à Sainte Anne, Mère de Marie, rapportée en 1099 par des seigneurs aptésiens, à l’issue de la première croisade à laquelle ils avaient participé à l’appel du pape Urbain II - celui-ci s’étant arrêté à Apt en 1096.
Des saints, des papes, des rois et des foules de pèlerins sont venus prier dans le sanctuaire aptésien. En 1623, la reine Anne d’Autriche reçut une parcelle des reliques de sa patronne en vue d’obtenir un fils. Après la naissance du futur Louis XIV, elle vint en pèlerinage le reconnaissance à Apt du 27 au 29 mars 1660. Elle contribua par ses dons à l’achèvement, dans la cathédrale, de la grande chapelle dite « Royale » en 1664. La statue de Sainte Anne a eu les honneurs du couronnement, le 9 septembre 1877, par Monseigneur Dubreil, archevêque d’Avignon, par délégation du pape Pie IX. Enfin, le 8 août 1879, le pape Léon XIII a conféré à la cathédrale d’Apt le titre de Basilique mineure, agrégée à la Basilique Saint-Pierre du Vatican. Depuis 1801, la plus grande partie du diocèse d’Apt est unie à celui d’Avignon.